How to Analyze DNA Methylation?

Abstract

Abstract:DNA methylation involves the addition of a methyl group to the 5 position of the cytosine pyrimidine ring or the number 6 nitrogen of theadenine purine ring (cytosine and adenine are two of the four bases of DNA). DNA methylation also forms the basis of chromatin structure,which enables cells to form the myriad characteristics necessary for multicellular life from a single immutable sequence of DNA. DNAmethylation plays multiple roles during development and serves to establish long-term gene silencing. Mapping of DNA methylationchanges especially in CpG islands has become essential for the understanding of diverse biological processes. There is an importantrelationship between the degree of DNA methylation and gene activity in cancer. Hypermethylation of promoter CpG islands represents analternative mechanism for inactivation of tumour suppressor genes, DNA repair genes, cell cycle regulators and transcription factors. Bydiscovering sites of aberrant methylation in tumors, we can identify potential new biomarkers suitable for diagnostic and prognostictesting. A number of techniques for analysis of DNA methylation have been reported. The aim of this study was to review methodologiesthat can be used for monitoring of DNA methylation changes. We describe the advantages, disadvantages and potential use of thesetechniques.

Öz:DNA metilasyonu, sitozin pirimidin halkasının 5’ pozisyonuna veya adenin pürin halkasının 6 numaralı azotuna bir metil grubu eklenmesini tanımlar (sitozin ve adenin DNA’nın dört bazından ikisini oluşturmaktadır). DNA metilasyonu aynı zamanda hücrelerin, tek bir değişmez DNA dizisinden çok hücrelilerin yaşamı için gerekli olan çeşitli sayıdaki karakteristik özelliklerini oluşturmasına imkan tanıyan kromatin yapısının temelini de oluşturmaktadır. DNA metilasyonu, gelişim sırasında çok önemli rollerinin yanında uzun dönemli gen susturulmasında da görev almaktadır. CpG adacıkları başta olmak üzere DNA metilasyonundaki değişikliklerin haritalanması birçok biyolojik sürecin daha iyi anlaşılması için temel bir gereklilik halini almıştır. Kanserde DNA metilasyonunun derecesi ile gen aktivitesi arasında önemli bir ilişki vardır. Promoter bölgesindeki CpG adacıklarının aşırı şekilde metillenmesi tümör baskılayıcı genlerin, DNA tamir genlerinin, hücre döngüsü düzenleyicilerinin ve transkripsiyon faktörlerinin inaktivasyonu için alternatif bir mekanizma olarak karşımıza çıkmaktadır. Tümörlerde anormal metilasyon bölgelerinin keşfi ile birlikte prognostik ve diagnostik amaçlı yeni potansiyel biobelirteçler keşfedilebilir. DNA metilasyonunun analizi için birçok yöntem tanımlanmıştır. Bu çalışmanın amacı DNA metilasyonundaki değişiklikleri gözlemlemek için kullanılabilecek metodları gözden geçirmek, bu tekniklerin avantaj, dezavantaj ve potansiyel kullanımları tanımlamaktır.